一种水平钻孔变径定向钻具制造技术

技术编号:43264813 阅读:3 留言:0更新日期:2024-11-08 20:43
本技术公开了一种水平钻孔变径定向钻具,涉及钻具领域,解决水平钻孔变径时容易偏斜的问题。本技术采用的技术方案是:一种水平钻孔变径定向钻具,包括异径接头和钻头,异径接头包括外径不等的大径段和小径段,大径段的中心线与小径段的中心线重合,大径段的端部设置第一接头,小径段的端部设置第二接头;第二接头直接连接钻头或通过单管钻杆连接钻头;钻头的口径小于异径接头大径段的外径,钻头的中心线与异径接头的中心线重合。异径接头大径段设置多个胎体,相邻胎体之间预留过水口,各个胎体分别镶嵌设置刀体并形成胎体钻头。本技术用于在钻孔底部形成孔径更小的新钻孔,可以确保变径前的钻孔与原钻孔的中心线重合。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及钻具领域,具体是一种水平钻孔变径定向钻具


技术介绍

1、我国水电工程大多位于西南高海拔地区,区域地形地貌复杂,面临高海拔、陡峭的特殊地形条件。为查明深部地下水工建筑的地层条件,使用水平定向钻进进行勘察为获取前期地质资料的一种有效手段。在其实际应用中发现,由于钻孔水平,在回转钻进过程中,钻杆与孔壁之间的存在一定间隙,钻杆弯曲回转,施加在钻具上的轴向力方向很难保持在钻杆柱中心线上,导致钻杆柱自由端的钻头摆动回转,加之地层的不均匀性,随着钻孔深度的增加,钻孔极其容易发生倾斜,导致取心困难,甚至不能完成取心。在变径时,钻孔偏斜情况更为严重。常用的绳索取心钻具的口径规格主要有140mm、122mm、95mm、75mm和60mm,变径时,小口径钻具由于重力的作用向下偏斜,导致钻孔钻进轨迹发生偏移,无法钻进至设计位置,并且导致钻具不均匀磨损问题明显。


技术实现思路

1、本技术提供一种水平钻孔变径定向钻具,解决水平钻孔变径时容易偏斜的问题。

2、本技术采用的技术方案是:一种水平钻孔变径定向钻具,包括异径接头和钻头,异径接头包括外径不等的两段管段,两段管段分别为大径段和小径段,大径段和小径段相互连接或为一个整体,大径段的中心线与小径段的中心线重合,大径段的端部设置第一接头,小径段的端部设置第二接头;异径接头的第二接头直接连接钻头,或异径接头的第二接头通过单管钻杆连接钻头,单管钻杆的一端设置第三接头,第三接头与第二接头适配并相互连接,单管钻杆的另一端设置第四接头并连接钻头;钻头的口径小于异径接头大径段的外径,钻头的中心线与异径接头的中心线重合。

3、为了保证异径接头能顺利地进入变径前的钻孔并保证变径后的钻孔的顺利钻进,进一步的是:异径接头大径段远离第一接头的一端的端面沿环向间隔设置多个胎体,相邻胎体之间预留过水口,各个胎体分别镶嵌设置刀体并形成胎体钻头,各个胎体钻头位于小径段远离第二接头的一端的外侧。例如,各个胎体分别镶嵌设置金刚石刀体并形成胎体钻头。

4、具体的:异径接头大径段的外径为140mm、122mm、95mm或75mm,钻头的口径为122mm、95mm、75mm或60mm。

5、具体的:异径接头的第一接头为内螺纹,第二接头为外螺纹。

6、具体的:单管钻杆的第三接头为内螺纹,第四接头为内螺纹。

7、单管钻杆的作用在于延长变径后的钻孔的深度,具体的:单管钻杆长度为60cm。

8、为了利于变径后的钻孔的成孔,进一步的是:单管钻杆还设置扩孔器。

9、具体的:钻头为金刚石钻头。为了实现取心,进一步的是:金刚石钻头的内部设置卡簧座及卡簧。

10、本技术的有益效果是:异径接头的大径段的外径与变径前的钻孔的孔径一致,异径接头在变径前的钻孔内,其中心线与钻孔的中心线重合。钻头用于形成变径后的钻孔,由于钻头与异径接头相对固定,异径接头对钻头具有定位和导向的作用,可以确保钻头形成的变径后的钻孔的中心线与变径前的钻孔的中心线重合,有效防止变径后的钻孔发生的轨迹偏斜的现象。本技术还减轻了钻孔轨迹偏斜导致的钻具磨损加剧的问题。

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【技术保护点】

1.一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:包括异径接头(1)和钻头(2),异径接头(1)包括外径不等的两段管段,两段管段分别为大径段和小径段,大径段和小径段相互连接或为一个整体,大径段的中心线与小径段的中心线重合,大径段的端部设置第一接头(11),小径段的端部设置第二接头(12);异径接头(1)的第二接头(12)直接连接钻头(2),或异径接头(1)的第二接头(12)通过单管钻杆(3)连接钻头(2),单管钻杆(3)的一端设置第三接头(31),第三接头(31)与第二接头(12)适配并相互连接,单管钻杆(3)的另一端设置第四接头(32)并连接钻头(2);钻头(2)的口径小于异径接头(1)大径段的外径,钻头(2)的中心线与异径接头(1)的中心线重合。

2.如权利要求1所述的一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:异径接头(1)大径段远离第一接头(11)的一端的端面沿环向间隔设置多个胎体(13),相邻胎体(13)之间预留过水口,各个胎体(13)分别镶嵌设置刀体并形成胎体钻头,各个胎体钻头位于小径段远离第二接头(12)的一端的外侧。

3.如权利要求2所述的一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:各个胎体(13)分别镶嵌设置金刚石刀体并形成胎体钻头。

4.如权利要求1所述的一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:异径接头(1)大径段的外径为140mm、122mm、95mm或75mm,钻头(2)的口径为122mm、95mm、75mm或60mm。

5.如权利要求1所述的一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:异径接头(1)的第一接头(11)为内螺纹,第二接头(12)为外螺纹;单管钻杆(3)的第三接头(31)为内螺纹,第四接头(32)为内螺纹。

6.如权利要求1所述的一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:单管钻杆(3)长度为60cm。

7.如权利要求1~6任一项所述的一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:单管钻杆(3)还设置扩孔器(33)。

8.如权利要求1~6任一项所述的一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:钻头(2)为金刚石钻头。

9.如权利要求8所述的一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:金刚石钻头(2)的内部设置卡簧座及卡簧(21)。

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【技术特征摘要】

1.一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:包括异径接头(1)和钻头(2),异径接头(1)包括外径不等的两段管段,两段管段分别为大径段和小径段,大径段和小径段相互连接或为一个整体,大径段的中心线与小径段的中心线重合,大径段的端部设置第一接头(11),小径段的端部设置第二接头(12);异径接头(1)的第二接头(12)直接连接钻头(2),或异径接头(1)的第二接头(12)通过单管钻杆(3)连接钻头(2),单管钻杆(3)的一端设置第三接头(31),第三接头(31)与第二接头(12)适配并相互连接,单管钻杆(3)的另一端设置第四接头(32)并连接钻头(2);钻头(2)的口径小于异径接头(1)大径段的外径,钻头(2)的中心线与异径接头(1)的中心线重合。

2.如权利要求1所述的一种水平钻孔变径定向钻具,其特征在于:异径接头(1)大径段远离第一接头(11)的一端的端面沿环向间隔设置多个胎体(13),相邻胎体(13)之间预留过水口,各个胎体(13)分别镶嵌设置刀体并形成胎体钻头,各个胎体钻头位于小径段远离第二接头(12)的一端的外侧。

3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:李奉霖张光西辛宗成常祖平李朝华辜杰为徐键易聪
申请(专利权)人:中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
类型:新型
国别省市:

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